Основы ультразвукового контроля. Конспект лекций. Конспект лекций Бехер С. А., Кочетков А. С. Новосибирск, 2013 1 Содержание 1 Основные понятия акустики 3
 Скачать 1.85 Mb.
|
|
57 ПРИЛОЖЕНИЕ А ПРОГРАММА ОБЩЕГО ЭКЗАМЕНА ПО УЗК на II уровень квалификации 1 ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ АКУСТИКИ 1.1 Акустические колебания - упругость и инерция вещества; - механизм упругих колебаний; - закономерности изменения положения и скорости колеблющейся частицы тела. 1.2 Характеристики акустических колебаний - частота акустических колебаний: определение и классификация акустических волн по частоте. - акустические величины, энергия колебаний (максимальное смещение от положения равновесия, колебательная скорость, изменение механических напряжений и давления, логарифмические единицы измерения децибелы: построение, таблица значений, преимущества по сравнению с линейной шкалой) 1.3 Акустические волны - определение; - бегущие и стоящие волны; - бегущие волны: скорость распространения, длина волны, связь скорости распространения, длины волны и частоты, связь скорости распространения со свойствами среды 1.4 Объемные волны - продольные волны (растяжения-сжатия), механизм распространения, среды, основные свойства; связь скоростей распространения с упругими константами материалов; - поперечные волны (сдвиговые), механизм распространения, среды, основные свойства; связь скорости распространения с упругими константами материалов; - таблица скоростей в различных средах 1.5 Поверхностные волны 58 - механизм распространения и свойства 1.6 Акустический импеданс (волновое сопротивление) 2 РАСПРОСТРАНЕНИЕ АКУСТИЧЕСКИХ ВОЛН 2.1 Затухание акустических волн в материалах - основные механизмы: рассеяние и поглощение - экспериментальное измерение коэффициента затухания в материале - зависимость коэффициента затухания от частоты волны, размера зерна - влияние термообработки на затухание 2.2 Фронт волны - определение - геометрия источников с различными фронтами волны; - свойства волн с плоским, цилиндрическим и сферическим фронтами; - волны с различными фронтами в практической деятельности 2.3 Взаимодействие продольной и поперечной волн с границей раздела двух сред - основные понятия: нормаль к поверхности - основные процессы: отражение, преломление и трансформация волн - практическое применение в УЗК - закон Снеллиуса и его основные следствия: 2.4 Критические углы - первый, второй и третий критические углы: определение, условия возникновения, вывод значения из закона Снеллиуса - коэффициенты отражения и прозрачности, определения - зависимость коэффициентов от угла падения ультразвуковой волны, связь графика с I и II критическими углами 2.5 Диффузное, зеркальное и смешанное отражения 2.6 Понятие о дифракции акустических волн, примеры проявлений дифракции в УЗК 3 ВОЗБУЖДЕНИЕ И ПРИЕМ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ ВОЛН 59 3.1 Прямой и обратный пьезоэлектрические эффекты, определение, использование. Пьезоэлектрические материалы 3.2 Конструкция пьезоэлектрических преобразователей (ПЭП) 3.3 Коэффициент преобразования и коэффициент двойного преобразования, способ экспериментального определения 3.4 Амплитудно-частотные характеристики (АЧХ) преобразователей: - резонансная частота; - полоса пропускания; - добротность; - типы ПЭП: резонансный, широкополосный. 3.5 Акустическое поле преобразователя в ближней зоне, - интерференци; 3.6 Акустическое поле преобразователя в дальней зоне, - дифракция; - диаграмма направленности: (угол наклона акустической оси, угол раскрытия диаграммы направленности и его связь с геометрией пьезопреобразователя) 3.7 Импульсное излучение ультразвуковых волн, понятия волнового пакета, длительности импульса, частоты заполнения. 4. МЕТОДЫ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ 4.1 Классификация акустических методов контроля (сводная таблица). 4.2 Понятие и примеры пассивных методов контроля: бегущих волн (акустикоэмиссионный) и колебаний (вибрационно-диагностический, шумо-диагностический). 4.3 Понятия и примеры активных методов колебаний: свободных (локальный, интегральный) и вынужденных (локальный-резонансный, интегральный-резонансный). 4.4 Активные методы бегущих волн. 4.4.1 Методы прохождения: теневой (амплитудный), временной теневой, велосиметрический: - схемы контроля теневого метода, используемые ПЭП; - путь УЗК волны на бездефектном и дефектном объектах и соответствующие виды экрана дефектоскопа; 60 - настройка и браковка, коэффициент выявления; - преимущества и недостатки теневого метода, область применения. 4.4.2 Активные методы бегущих волн - методы отражения: эхо, эхозеркальный, дельта, реверберационный: - схемы контроля эхо-метода, используемые ПЭП; - путь УЗК волны на бездефектном и дефектном объектах и соответствующие виды экрана дефектоскопа; - настройка и браковка, коэффициент выявления; - преимущества и недостатки эхо методов, область применения; 4.4.3 Комбинированные методы: зеркально-теневой (ЗТМ), эхо-теневой, эхосквозной: - схемы контроля ЗТМ, используемые ПЭП; - путь УЗК волны на бездефектном и дефектном объектах и соответствующие виды экрана дефектоскопа; - настройка и браковка, коэффициент выявления; - преимущества и недостатки ЗТМ метода, область применения; 4.5 Сканирование объекта контроля, схемы, основные параметры: скорость, шаг, пределы перемещения ПЭП. 4.6 А-, В- и С-развертки. 5 АКУСТИЧЕСКИЙ ТРАКТ 5.1 Физические процессы, влияющие на распространение акустической волны от ПЭП до отражателя. 6 ИЗМЕРЯЕМЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДЕФЕКТОВ 6.1 Обоснование необходимости измерения характеристик дефектов - зависимость опасности дефекта от его месторасположения; - возможность устранения дефекта во время ремонта изделия (заварка, обточка); - внесения изменений в технологический процесс производства, эксплуатации и ремонта, по характеристикам обнаруживаемых дефектов; 6.2 Эквивалентные площади дефектов, различные модели дефектов 61 - определение эквивалентности двух отражателей; - эквивалентная площадь дефекта, определяемая по искусственным отражателям; 6.3 Условные размеры - относительный метод -определение и схема; - применение; - основные закономерности от глубины залегания, формы дефектов, параметров ПЭП; 6.4 Условные размеры - абсолютный метод -определение и схема; - применение; - основные закономерности от глубины залегания, формы дефектов, параметров ПЭП; 6.5 Координаты дефекта - определения координаты в проекции на плоскость сканирования; - глубина залегания дефекта эхо-методом; - погрешность определения координат дефектов связанная с работой глубиномера и оператора; 6.6 Форма дефекта: плоскостной, компактный, объемный, линейный. 7 ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ КОНТРОЛЯ 7.1 Определения и область применения основных параметров контроля, основных параметров метода, основных параметров аппаратуры. 7.2 Длина волны и частота ультразвука 7.3 Угол ввода луча и угол призмы 7.4 Направленность поля ПЭП и размеры ПЭП 7.5 Мертвая зона и длительность зондирующего импульса, длительность реверберационных шумов в призме ПЭП 7.6 Погрешность измерения координат и погрешность глубиномера 7.7 Чувствительность, определения и применение: - Реальная чувствительность; -Предельная чувствительность; 62 -Эквивалентная чувствительность; -Условная чувствительность; 7.8 Классификация чувствительностей по назначению: поиска, оценки, браковки 7.9 Минимальный условный размер фиксируемого дефекта и скорость сканирования 7.10 Плотность сканирования и шаг сканирования, закон ВРЧ 7.11 Разрешающая способность по дальности и разрешающая способность аппаратуры 7.12 Фронтальная разрешающая способность и угловое поле ПЭП 63 64 |